【摘要】本文針對不銹鋼厚壁管全位置焊的高難度焊接操作技術(shù)，從材質(zhì)、裝配定位、焊材、焊接工藝經(jīng)行了分析，采取了相應(yīng)措施，防止了各種常見缺陷，提高了生產(chǎn)效率，滿足了礦區(qū)及化工壓力管道要求。

【關(guān)鍵詞】厚壁管 不銹鋼 全位置焊

【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）01-0233-01

1Cr18Ni9Ti不銹鋼厚度8mm厚壁全位置焊，由于壓力等級教高，并且介質(zhì)易燃易爆，所以工廠及礦區(qū)對質(zhì)量要求很高。

一、焊接性分析

（1）1Cr18Ni9Ti不銹鋼φ159×8mm大管水平固定全位置對接接頭主要用于某些化工設(shè)備及礦區(qū)需要耐熱耐酸的管道中，焊接難度較高，對焊接接頭質(zhì)量要求很高，內(nèi)表面要求成形良好，凸起適中，不內(nèi)凹，焊后要求PT.RT檢驗(yàn)。以往均采用TIG焊或手工電弧焊，前者效率低，成本高，后者質(zhì)量難以保證效率低。為既保證質(zhì)量又能提高效率，采用TIG內(nèi)、外填絲焊底層CO2焊填充及蓋面、食質(zhì)量效率都得到保證。

（2）1Cr18Ni9Ti不銹鋼熱膨脹率、導(dǎo)電率均與碳鋼及底和金剛差別較大，且熔池流動(dòng)性差特別在全位置焊接時(shí)更突出，以往對CO2焊不銹鋼，一般只用于平焊及平角焊，未見全位置焊的報(bào)道及資料，在CO2焊過程中。焊絲伸出長度必須小10mm，焊槍擺動(dòng)幅度、頻率、速度及邊緣停留時(shí)間配合適當(dāng)、動(dòng)作協(xié)調(diào)一致，都市調(diào)整焊槍角度，使焊縫表面邊緣融合整齊，成形美觀，以保證填充劑蓋面層質(zhì)量。

二、焊接方法

1.焊接方法

材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti管件規(guī)格為φ158×8mm。采用手工鎢極氬弧焊打底，CO2氣體保護(hù)焊填充蓋面焊，立向上的水平固定位置焊接

2.焊接前準(zhǔn)備

（1）清理油、污物，講坡口面積周圍20mm內(nèi)修磨出金屬光澤。

（2）檢查水、電、氣路是否通通暢，設(shè)備及附件應(yīng)狀態(tài)良好。

（3）按尺寸進(jìn)行裝配，定位焊采用卡馬固定（2點(diǎn)、7點(diǎn)、10點(diǎn)為卡馬位置）也可采用坡口內(nèi)定位焊，但必須注意，定位焊質(zhì)量。

3.TIG焊工藝

三、焊接參數(shù)

采用φ2.5mm的WCE—20鎢極，鎢極伸出長度4—6mm不預(yù)熱，噴嘴直徑12mm其主參數(shù)見表1。

表1.TIG焊工藝參數(shù)

四、操作方法

（1）管子對接水平固定焊縫是全位置焊接。因此焊接難度較大，為防止仰焊，內(nèi)部焊縫內(nèi)凹，打底層我們采用仰焊部位（六點(diǎn)兩側(cè)60°）內(nèi)側(cè)絲，立、平焊部位填絲法進(jìn)行施焊。

（2）引弧前應(yīng)先在管內(nèi)充氬氣將管內(nèi)空氣置換后，再進(jìn)行焊接，焊接過程中焊絲不能與鎢極接觸或直接深入電弧的弧柱區(qū)，否則制造成焊縫平鎢和破壞電弧穩(wěn)定，焊絲端部不得抽離保護(hù)區(qū)，以避免氧化，影響質(zhì)量。

（3）由過6點(diǎn)5mm處起焊，無亂什么位置的焊接鎢極都要垂直于管子的軸心，這樣能更好地控制熔池的大小，而且可使噴嘴均勻地保護(hù)熔池不被氧化。

（4）焊接時(shí)鎢極端部離焊件距離2mm左右，焊絲要順著坡口沿著管子的切點(diǎn)送到熔池的前端，利用熔池的高溫將焊絲熔化。電弧引燃后，在坡口一端預(yù)熱，待金屬熔化都立即送第一滴焊絲在金屬，然后電弧擺到坡口另一端。給送第二滴焊絲熔化金屬，使第二滴鐵水連接形成焊縫的根基，然后電弧作橫向擺動(dòng)，兩邊稍作停留，焊絲均勻地、斷續(xù)的送過熔池向前施焊。

（5）在填絲過程中求勿擾亂氬氣氣流，?；r(shí)注意氬氣保護(hù)熔池，防止焊縫氧化。焊后半圈時(shí)，電弧熔化前半圈仰焊部位，待出現(xiàn)熔化是給送焊絲，前兩滴可以多給點(diǎn)焊絲，避免接頭內(nèi)凹，過后按正常焊接。

（6）12點(diǎn)收尾處打磨成斜坡狀，焊至斜坡時(shí)，暫停給絲，用電弧把斜坡處熔化成熔池，最后收口。剩一小半時(shí)應(yīng)減小內(nèi)部保護(hù)氣體量到3L/mm，以防止氣壓過大而使焊縫內(nèi)凹。

五、常見缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防

（1）未焊透：焊接電流小，根部間隙小，焊接速度過快，焊槍角度不正常等均易產(chǎn)生未焊透的缺陷。根部間隙一般不小于3.5mm，合適的焊接電流和正確調(diào)整槍角度就可以避免產(chǎn)生未焊透。

（2）氧化嚴(yán)重：打底焊時(shí)，管內(nèi)充壓裝置未能起到良好的保護(hù)作用，焊縫背面將氧化；焊接過程對熔池及焊絲端頭保護(hù)不良，或焊絲表面有氧化雜質(zhì)也將會(huì)氧化嚴(yán)重。充氧裝置盡可能與管子對來，不能留有間隙，管子的間隙用耐高溫錫紙貼上避免焊縫氧化。

（3）夾渣、夾鎢：焊接過程中，若焊絲端頭在高溫過程中脫離氬氣保護(hù)區(qū)，在空氣中被氧化，當(dāng)再次焊接時(shí)被氧化的焊絲端頭未清理，又送入熔池中，在段口實(shí)驗(yàn)中判為夾渣，若鎢極長度伸出量過大，焊槍動(dòng)作不穩(wěn)定。鎢極與焊絲或鎢極與熔池相碰后，又未終止焊接，從而造成夾鎢。因管子是圓的，焊槍送絲角度要隨時(shí)變化，所以手法一定要穩(wěn)、準(zhǔn)，就能避免夾渣，夾鎢的現(xiàn)象。

（4）內(nèi)凹：裝配間。

六、CO2焊工藝

1.焊接參數(shù)

噴嘴直徑20mm噴嘴至試件距離6—8mm，層間溫度≤150℃。焊縫厚度8mm吉他工藝參數(shù)見表2。

2.操作方法

（1）焊前注意噴嘴，導(dǎo)電嘴是否清理干凈，氣體流量的大小是否合適，清理打底層表面，控制層間溫度。

（2）因填充蓋面層用氣體保護(hù)焊，焊絲伸長的長短，對焊接過程的穩(wěn)定性影響很大，焊絲伸出的長度越長，焊絲點(diǎn)阻值增大，焊絲過熱而成熔化。結(jié)果焊接過程不穩(wěn)定，金屬飛濺嚴(yán)重，焊縫成形不良，對溶池的保護(hù)不好，焊絲伸出長度過短，焊道成型不良，同時(shí)若焊絲伸出長度過短，還會(huì)使噴嘴過熱，造成飛濺物粘住或堵塞噴嘴，從而影響氣體流量。

（3）焊接時(shí)，焊槍角度要跟管子軸線垂直，因?yàn)楣茏邮菆A的，所以焊槍角度要隨時(shí)變化，這樣才能保證焊縫質(zhì)量，避免焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣等現(xiàn)象，焊接時(shí)采用小月牙形擺動(dòng)兩側(cè)稍作停留穩(wěn)弧，中間速度稍快，這樣可以避免焊出的焊縫凸起，不平整，上，下接通都要越過中心線5—10mm，后半圈填充，蓋面仰焊接頭時(shí)，可把前半圈引弧焊接位置磨一個(gè)緩坡，使后半圈接頭時(shí)不致于產(chǎn)生缺陷，填充時(shí)，要注意坡口邊緣不要被電弧擦傷，以為蓋面層焊接。蓋面時(shí)，應(yīng)在坡口邊緣稍作停頓，以保證熔池以坡口更好的熔合，焊接過程中，焊槍的擺動(dòng)幅度和頻率要相適應(yīng)，以保證蓋面層面焊縫表面尺寸和邊緣熔合整齊。

3.常見缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防

（1）氧化：CO2線能量較大，層溫較高，或焊絲表面有氧化雜志，都會(huì)導(dǎo)致氧化。焊前清理干凈，控制層間溫度和用較小的線能量都可避免氧化。

（2）夾渣：焊槍角度不正確，或兩邊停留時(shí)間不夠，均容易產(chǎn)生夾渣。剛開始焊接時(shí)，焊接質(zhì)量不理想，返工效率高，導(dǎo)致生產(chǎn)效率底嚴(yán)重影響了船舶建造周期。針對這個(gè)難題，通過分析與多次試驗(yàn)，采用了TIG內(nèi)外填絲法焊底層，CO2焊填充及蓋面的方法，并制定了嚴(yán)密的操作要領(lǐng)。使焊槍接一次檢驗(yàn)合格率達(dá)98%。

七、結(jié)論

厚壁不繡鋼管的焊接，采用TIG焊打底，保證管子內(nèi)壁焊接質(zhì)量，用CO2氣體保護(hù)焊蓋面，提高焊接效率，結(jié)合正確的操作方法，注意焊接缺陷的預(yù)防既能保證質(zhì)量又能滿足生產(chǎn)效率。

作者簡介：

李建杰（1968.7-），男，教師，主要研究：焊接。